無需添加燃料，動(dòng)力強(qiáng)勁，完全實(shí)現(xiàn)零排放——在全球航運(yùn)業(yè)脫碳轉(zhuǎn)型推動(dòng)下，核動(dòng)力商船作為一種“變革性技術(shù)”正逐漸從概念走向現(xiàn)實(shí)。

繼此前宣布投資訂造甲醇和LNG雙燃料船之后，丹麥馬士基并未停下持續(xù)探索新能源的腳步，這家被譽(yù)為行業(yè)“風(fēng)向標(biāo)”的航運(yùn)巨頭正將目光轉(zhuǎn)向核動(dòng)力，尋求航運(yùn)業(yè)的下一個(gè)重大突破。

馬士基加入！三方合作研究核動(dòng)力支線集裝箱船

近日，馬士基與英國勞氏船級社（LR）和英國海事與技術(shù)創(chuàng)新公司Core Power簽署聯(lián)合開發(fā)項(xiàng)目協(xié)議，將合作開展監(jiān)管評估研究，以確定潛在的新一代核動(dòng)力支線集裝箱船在歐洲港口進(jìn)行貨運(yùn)作業(yè)的安全性和監(jiān)管考慮因素。這項(xiàng)研究將評估現(xiàn)有安全規(guī)則的更新需求，并深入理解核動(dòng)力在集裝箱航運(yùn)中的操作與監(jiān)管方面的改進(jìn)空間。

此外，聯(lián)合研究還將為海事價(jià)值鏈中正在探索核能商業(yè)案例的成員提供見解，幫助其制定船隊(duì)?wèi)?zhàn)略，實(shí)現(xiàn)溫室氣體凈零排放。

研究將匯集英國勞氏船級社作為海事行業(yè)顧問的專業(yè)知識(shí)、Core Power公司在海事應(yīng)用開發(fā)先進(jìn)核能技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)、一家未公開的港務(wù)局以及馬士基在航運(yùn)和物流方面的豐富經(jīng)驗(yàn)。

英國勞氏船級社首席執(zhí)行官Nick Brown表示：“這項(xiàng)聯(lián)合研究的啟動(dòng)標(biāo)志著一個(gè)令人興奮的旅程的開始，即釋放核能在海事行業(yè)的潛力，為零排放運(yùn)營、更靈活的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)和更高效率的供應(yīng)鏈鋪平道路。采用多種燃料實(shí)現(xiàn)海事行業(yè)脫碳化，對于確保我們這個(gè)行業(yè)實(shí)現(xiàn)國際海事組織的減排目標(biāo)至關(guān)重要，而核動(dòng)力推進(jìn)有望在能源轉(zhuǎn)型中發(fā)揮關(guān)鍵作用。”

Core Power首席執(zhí)行官M(fèi)ikal Bøe稱：“沒有核能就沒有凈零排放。要釋放核能的巨大潛力，改變海事行業(yè)的動(dòng)力方式，關(guān)鍵在于為浮式核電站、以及在近岸環(huán)境、港口和水道運(yùn)行的核動(dòng)力船舶制定商業(yè)可保性標(biāo)準(zhǔn)框架。我們非常高興能與歐洲一些最受尊敬的行業(yè)參與者合作，為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)創(chuàng)造條件。”

馬士基船隊(duì)技術(shù)主管Ole Graa Jakobsen指出：“自馬士基于2018年推出能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略以來，我們一直在為我們的船舶資產(chǎn)探索多樣化的低排放能源選擇。核能在安全、廢物管理和各地區(qū)監(jiān)管接受度等方面都面臨著諸多挑戰(zhàn)，到目前為止其弊端明顯大于優(yōu)勢。如果這些挑戰(zhàn)可以通過開發(fā)新的所謂第四代反應(yīng)堆設(shè)計(jì)來解決，那么核能有望在未來10到15年內(nèi)成熟起來，成為物流行業(yè)另一條可能的去碳化途徑。因此，我們將繼續(xù)監(jiān)測和評估這項(xiàng)技術(shù)以及所有其他低排放解決方案。”

據(jù)了解，馬士基是目前全球第二大集運(yùn)公司。Alphaliner的最新數(shù)據(jù)顯示，目前馬士基旗下船隊(duì)運(yùn)營713艘船，其中包括333艘自有船舶和380艘租入船舶，總運(yùn)力約為437萬TEU，市占率14.4%。馬士基制定了到2040年實(shí)現(xiàn)碳中和的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，比航運(yùn)業(yè)絕大多數(shù)同行領(lǐng)先了至少10年。根據(jù)馬士基的目標(biāo)，到2030年該公司遠(yuǎn)洋船隊(duì)的溫室氣體排放強(qiáng)度將降低50%，其完全控制的碼頭的絕對排放量將降低70% 。

為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，馬士基在近幾年來投入了大量的金錢、時(shí)間和精力開發(fā)新燃料。2021年，馬士基訂造了全球首批甲醇雙燃料集裝箱船。截至目前，馬士基在中韓船廠訂造的甲醇雙燃料船數(shù)量已達(dá)25艘，其中包括HD現(xiàn)代尾浦（原現(xiàn)代尾浦造船）在2023年交付的全球首艘甲醇動(dòng)力集裝箱船——2100TEU集裝箱船“Laura Maersk”號(hào)，以及HD現(xiàn)代重工預(yù)計(jì)將在今明兩年陸續(xù)交付的12艘16000TEU和6艘17000TEU超大型船；此外還有揚(yáng)子江船業(yè)的6艘9000TEU甲醇雙燃料船，計(jì)劃在2026年至2027年陸續(xù)交付。

與此同時(shí)，馬士基近期還宣布將投資訂造LNG雙燃料船。該公司決定訂購和租賃約50-60艘甲醇/LNG雙燃料集裝箱船，總計(jì)約80萬TEU，其中約30萬TEU為自有船舶，其余50萬TEU則將通過定期租船協(xié)議租賃運(yùn)營。一旦這些船舶交付使用，馬士基船隊(duì)中約25%的船舶將配備雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。

去年9月，馬士基與法國達(dá)飛決定合作開發(fā)集裝箱船替代綠色燃料。這兩家公司均為航運(yùn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的先驅(qū)，根據(jù)協(xié)議雙方將探索聯(lián)合研發(fā)其他凈零排放解決方案，例如氨等新型替代燃料，或船舶的創(chuàng)新技術(shù)。

航運(yùn)業(yè)的“變革性技術(shù)”！核動(dòng)力商船研發(fā)成熱點(diǎn)

馬士基對核動(dòng)力船的關(guān)注并不令人意外。核能是一種具有超高功率密度的清潔能源，全壽命周期幾乎無需進(jìn)行燃料補(bǔ)給，還能降低成本提高運(yùn)營效率；作為實(shí)現(xiàn)零排放航運(yùn)的可能途徑，核動(dòng)力船正引起航運(yùn)業(yè)的極大興趣。

此次與馬士基合作的Core Power是一家位于倫敦的高科技公司，致力于開發(fā)海上先進(jìn)核能技術(shù)。Core Power正在開發(fā)一種船用熔鹽反應(yīng)堆（m-MSR）類型的“原子電池”組件，可以為世界上最大的船舶提供動(dòng)力，并為中小型船舶生產(chǎn)綠色合成燃料。

據(jù)了解，熔鹽反應(yīng)堆是核裂變反應(yīng)堆的一種，屬于第四代反應(yīng)堆，使用釷而非鈾作為燃料，其主冷卻劑以至燃料本身都是熔鹽混合物，它可以在高溫下工作時(shí)保持低蒸氣壓，從而降低機(jī)械應(yīng)力，提高安全性，并且比熔融鈉冷卻劑活性低。核燃料既可以是固體燃料棒，也可以溶于主冷卻劑中，從而無需制造燃料棒，簡化反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)，使燃耗均勻化，并允許在線燃料后處理。熔鹽堆在固有安全性、經(jīng)濟(jì)性、核資源可持續(xù)發(fā)展，以及防核擴(kuò)散等方面具有其它反應(yīng)堆無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。

Core Power介紹稱，海上熔鹽反應(yīng)堆技術(shù)相對于傳統(tǒng)核技術(shù)，具有比較明顯的優(yōu)勢，“我們可以用不到一立方米的燃料，產(chǎn)生僅幾品脫的廢物，就能在25年內(nèi)獲得25MW兆瓦的能量，相比之下，同一艘船就需要用50萬立方米的船用燃料，產(chǎn)生超過100萬噸的二氧化碳排放”。

去年，Core Power披露了一款使用熔鹽反應(yīng)堆技術(shù)推進(jìn)的2800TEU支線集裝箱船概念設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)有望通過大幅縮短運(yùn)輸時(shí)間和增加每年往返航行次數(shù)，徹底改變集裝箱航運(yùn)業(yè)。根據(jù)Core Power的模型，核動(dòng)力船設(shè)計(jì)可以使目前需要10.2天的跨大西洋航程縮短至6.5天，年均往返次數(shù)可從28次提高到41次，從而提高整個(gè)供應(yīng)鏈的效率，并兼顧可持續(xù)航運(yùn)。

Core Power分析主管Rory Megginson表示：“核動(dòng)力船舶將標(biāo)志著減速航行時(shí)代的終結(jié)。自2008年以來，航運(yùn)業(yè)的趨勢一直是使用大型船舶以更慢的速度航行，導(dǎo)致服務(wù)缺乏靈活性同時(shí)仍面臨高排放問題。”

雖然商船領(lǐng)域應(yīng)用核動(dòng)力的探索早在上世紀(jì)50年代就已開始，包括美國的全球首艘核動(dòng)力運(yùn)輸船“薩凡納（Savannah）”輪、德國核動(dòng)力運(yùn)輸船“奧托·哈恩（Otto Hahn）”輪和日本核動(dòng)力運(yùn)輸船“陸奧（Mutsu）”輪，但受造價(jià)昂貴、運(yùn)維成本過高及潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)等因素制約，核動(dòng)力商船發(fā)展步入中止?fàn)顟B(tài)。除了軍用艦艇和破冰船等船舶外，目前全球唯一在運(yùn)營核動(dòng)力商船只有俄羅斯的“Sevmorput”號(hào)（建于1988年）。

英國勞氏船級社（LR）認(rèn)為，核動(dòng)力可以看作是航運(yùn)業(yè)的一項(xiàng)變革性技術(shù)，可以提供一條通往可持續(xù)、高效航運(yùn)解決方案的路徑。盡管不會(huì)像某些替代燃料一樣直接取代燃油系統(tǒng)，但核動(dòng)力會(huì)成為從根本上重塑航運(yùn)業(yè)的主要催化劑。

當(dāng)前，已經(jīng)有多家船企正在探索核動(dòng)力技術(shù)在航運(yùn)業(yè)的應(yīng)用前景。今年2月，韓國最大造船企業(yè)HD現(xiàn)代集團(tuán)造船業(yè)務(wù)控股公司HD韓國造船海洋與Core Power、美國核能企業(yè)TerraPower簽訂開發(fā)協(xié)議，共同探索小型模塊化反應(yīng)堆技術(shù)在新造船領(lǐng)域的應(yīng)用。

去年年底，英國航運(yùn)公司Zodiac Maritime與LR、韓國電力技術(shù)（KEPCO E&C）以及HD韓國造船海洋宣布將合作開發(fā)核動(dòng)力船設(shè)計(jì)。HD韓國造船海洋和KEPCO E&C負(fù)責(zé)核動(dòng)力船及核反應(yīng)堆設(shè)計(jì)，LR負(fù)責(zé)評估安全運(yùn)營和合規(guī)模型的規(guī)范要求。

在去年12月初舉行的中國國際海事展上，中國船舶集團(tuán)江南造船發(fā)布了全球首型、世界最大24000TEU核動(dòng)力集裝箱船設(shè)計(jì)，并獲得DNV的原則性批準(zhǔn)（AiP）。

該型船采用國際第四代堆型熔鹽反應(yīng)堆解決方案，其安全性高、反應(yīng)堆高溫低壓運(yùn)行，在原理上規(guī)避堆芯融化，具備防擴(kuò)散與固有安全特征。采用無序耐高壓容器與管路，即便發(fā)生破口事故，在環(huán)境溫度下迅速凝固，事故后除正常停堆手段外還可以把熔料鹽排出堆外，實(shí)現(xiàn)快速停堆、防止事故擴(kuò)展。此外，該型船動(dòng)力裝置布置于船舶安全位置，電力系統(tǒng)采用雙側(cè)冗余設(shè)計(jì)，充分保證供電系統(tǒng)安全，并具備從人員聚集區(qū)應(yīng)急撤離功能。